作者 | 刘春
出品 | 网易科技
你的身体可能不像教科书上描述的那样单一:它其实是由多种不同的细胞构成。
很久以来,人们普遍认为人体内的所有细胞都拥有完全相同的遗传信息(DNA)。然而,哈佛医学院的一项最新研究打破了这一传统认知。
在你看似稳定的体内环境里,实际上有许多细胞正在悄悄地修改它们的基因代码:有的失去了染色体片段,有的则额外获得了某些部分,甚至还有些细胞丢失了性染色体。但这并不意味着有疾病发生,而是我们身体内部最隐秘的状态之一。这些微观层面的变化,构成了宏观生命的真实面貌:每个人的体内都是一幅独特的“基因马赛克”。

这项刚刚发布的突破性研究首次对来自同一人体的上百个单细胞进行了全基因组测序,揭示了隐藏在我们身体内部的惊人遗传多样性。这不仅重新定义了生命的复杂性,还可能为理解癌症、衰老及神经系统疾病提供新的视角。
技术革命:首次观察到细胞层面的“基因万花筒”
在一项堪称技术壮举的研究中,哈佛医学院等机构的科学家们对一位捐赠者的遗体采集了超过100个单细胞,并对其进行了全基因组测序。这位捐献者在去世时已74岁高龄。
研究结果令人震惊:研究人员发现这些细胞内存在广泛的遗传变异,包括额外的染色体片段、缺失的大段序列以及微小DNA片段的修改或删除。某些情况下,Y染色体甚至完全消失不见。
“有些细胞确实非常混乱,”这项研究的主要作者之一,哈佛医学院生物信息学专家乔·卢凯特(Joe Luquette)如是说。
该研究作为美国国立卫生研究院发起的国际联盟项目的一部分,旨在绘制一份详尽的人体单细胞基因变异图谱。其目标是在未来医学研究中提供至关重要的基准数据。
终生积累:我们如何变成“马赛克”?
每个人从受精卵开始,在整个生命过程中都会经历DNA的变化。
这些变化可能是细胞分裂时复制错误的结果,也可能由于环境因素如紫外线、烟草烟雾等造成的损伤而产生。
以往受限于技术条件,我们难以区分这些隐藏在“群体”中的个别差异。传统基因检测通常将成千上万个细胞混合在一起测序,其结果只能反映一个平均值,那些仅存在于少数细胞的变异很容易被忽略。
单细胞测序技术的进步如同给科学家们提供了一个高倍显微镜,使他们能够逐个审视每个细胞的独特遗传信息,从而揭示了体内这一浩瀚复杂的“基因海洋”。
“马赛克”与健康:混乱之源还是守护之钥?
这种基因不一致的现象被称为“嵌合现象”或“体细胞嵌合”。它并非总是有害的,但确实影响着我们的健康状况。
· 已知的风险:特定细胞内积累的DNA突变是癌症的重要诱因。此外,血细胞中Y染色体的丢失与心血管疾病风险上升及致命性心脏病发作有关联。
· 新的研究领域:近期研究表明大脑免疫细胞中的亚群或状态差异可能影响阿尔茨海默症的发病几率,并参与调节焦虑等情绪状态。
绘制出人体内部的“基因马赛克”图谱,其关键价值在于建立一个正常的参照标准。当医生在病变组织(如肿瘤)中发现大量突变时,该图谱可以帮助他们判断哪些是危险的驱动因素,哪些则是无害的乘客。
未来已至:我们需要一种“何为正常”的分子定义
单细胞测序方法虽然强大但面临着成本高、工作量大的挑战,研究团队仍在探索适合大规模应用的技术路径。
显而易见,下一步的重点在于解析这些基因变异具体如何影响我们的健康状况。
“如果你进行癌症分析时发现了一堆突变。但这很糟糕吗?你在和什么对比?”卢凯特博士指出了医学界的一个核心问题。
他的期望也是整个领域的愿景:随着数据的积累,我们将大幅提升对基因组序列的理解能力。“我们需要一个关于‘何为正常’的分子定义。”
这个“正常”的定义将不再是模糊的概念,而是一份详尽到单细胞级别的遗传背景图。它将成为精准医学的基础,在疾病出现之前或在早期阶段就能准确识别并干预。
我们身体内部的世界原来是一个充满动态变化和个体差异的“基因马赛克”。理解这一点不仅是科学的进步,更是我们重新认识生命、健康与疾病的开始。

